«Правильная» музыка: как сделать точный рип и определить подделку

Появление первых лазерных аудиодисков было встречено меломанами неоднозначно – одни были в восторге от долговечности записи и восхищались чистотой звука, другие, наоборот, выражали свое недовольство тем, что, по их мнению, запись на CD звучала не столь «естественно» как на виниловых пластинках. Время рассудило этот спор и поставило все точки над i. Изобретение компакт диска оказалось столь удачным открытием, что вот уже целых тридцать лет меломаны разных стран остаются верными этому носителю звука. Несмотря на огромные перемены, которые произошли за это время в науке и технике, аудио диски не уступили место другим форматам хранения музыки. Компакт-диски по-прежнему составляют основную часть коллекций музыкальных записей меломанов разных стран. С развитием интернета пользователи глобальной сети обрели возможность делиться своей фонотекой с другими меломанами. В начале развития всемирной сети скорость передачи данных была небольшой, что способствовало распространению музыки в форматах MP3, OGG и других стандартах сжатия аудиоданных. Однако как только пропускная способность интернет-соединения возросла, многие стали предпочитать обмениваться музыкой в несжатом виде. И тут перед любителями музыки встала новая проблема – как создать точную копию исходного аудиодиска, не используя при этом алгоритмы сжатия звука с потерями (MP3 и пр.). На первый взгляд может показаться, что ничего сложного в создании образа с цифровыми данными нет – если звук записан в виде «цифры», достаточно считать информацию с аудио-носителя и записать полученные данные на CD-R,после чего должна получиться точная копия оригинального диска. На самом деле все несколько сложнее. В то время, когда создавался стандарт хранения аудиоданных на лазерном носителе, еще не было компьютеров со встроенными считывающими лазерными приводами, поэтому стандарт хранения данных на диске не предполагал кода коррекции и не содержал механизма максимально точного позиционирования лазера. Данные записывались на диск в виде спиральной дорожки, по примеру виниловых пластинок, а время звучания первых CD составляло ровно 74 минуты. При воспроизведении такого диска на проигрывателе, луч лазера устанавливается, примерно, на начало первого трека и далее происходит считывание данных. Кроме того, в отличие от стандарта CD-R, аудиодиск хранит данные в формате CDDA и не содержит кода коррекции для исправления ошибок чтения диска. Если в процессе проигрывания диска данные считываются неверно, ошибка может быть не замечена самим пользователем, ввиду крохотной погрешности оригинального звучания. Потерянные или поврежденные данные на аудиодиске могут также компенсироваться и проигрывателем, а ошибочный участок может замещаться информацией из соседствующих областей на диске. Существует множество утилит, предназначенных для того, чтобы скопировать данные с аудиодиска в виде одного или нескольких файлов WAV. Кстати, если скопировать аудиодиск, записанный «под завязку», можно обратить внимание, что размер скопированных данных заметно превышает объем стандартного диска CD-R. Это объясняется тем, что часть рабочей области диска, которая содержит служебную информацию для коррекции ошибок, в формате CDDA используется для аудиоданных. Большинство утилит, копирующих данные с аудиодиска, не учитывают фактор правильного позиционирования лазера в момент считывания. При этом привод для чтения лазерных дисков делает ошибку, считывая данные или не с начала, или не полностью. Если аудиорип делается для того, чтобы слушать музыку на компьютере, большой беды в «неправильно» считанном диске нет. Продолжительность потерянных аудиоданных составляет десятки долей миллисекунд. Даже если при этом использовалась обычная программа, не учитывающая аппаратные особенности считывающего привода, маловероятно, чтобы в этом случае можно было услышать разницу в звуке. Однако если на основе такой ошибочной копии записать диск, затем еще раз сделать рип записи с неправильным смещением, и еще многократно повторить этот цикл, в конце концов, мы придем к тому, что ошибки чтения треков диска будут очевидны. Поэтому, если вы хотите сделать максимально точную копию диска, операцию считывания данных следует выполнять должным образом. Во-первых, для создания образов аудиодисков, лучше всего использовать программу, которая учитывала бы фактор смещения лазера считывающего привода. Одна из таких утилит – Exact Audio Copy. Программа распространяется бесплатно, ее можно скачать с официального сайта. В процессе установки, эта программа выполнит конфигурацию используемых приводов. Необходимо выбрать из списка подключенных устройств те, которые будут использоваться программой для чтения, и далее подождать несколько минут, не выполняя никаких действий на компьютере. Если в системе используется несколько установленных приводов, в конце мастера настроек будет продемонстрирован рейтинг этих устройств, показывающий, какой из приводов справляется с чтением дисков лучше других. Одна из важных функций программы Exact Audio Copy – поддержка сервиса Accuraterip. Этот сервис был создан специально для того, чтобы пользователь был уверен в том, что данные, которые были скопированы с аудиодиска – абсолютно достоверные. Для этой цели пользователю предлагается выполнить считывание диска с учетом смещения и сверить свой результат с результатами, которые получили другие пользователи. Чем больше пользователей получат одинаковые результаты, тем выше вероятность того, что сделанный аудиорип – точный. После того, как программа будет установлена, необходимо установить правильное смещение для устройства, с помощью которого будет производиться считывание аудиоданных. Узнать параметр смещения, можно несколькими способами. Первое, что следует сделать, это обратиться к табличным данным. Одинаковые модели приводов одного и того же производителя, имеют один и тот же коэффициент смещения, который можно узнать из открытых источников в Интернете, например, на том же сайте Accuraterip. После этого в программе Exact Audio Copy выполните команду "EAC > Параметры дисковода", перейдите на вкладку "Смещение и скорость" и установите найденное значение. Если же в онлайновой базе данных вашего привода не обнаружено, можно определить смещение лазера самостоятельно. База данных Accuraterip имеет большое количество так называемых «эталонных» дисков, используя которые, можно выполнить тестирование привода и узнать его правильные настройки. Достаточно вставить фирменный диск из этой базы в привод, и программа сама предложит определить смещение используемого привода. Неполный список фирменных дисков, которые могут использоваться как эталонные, можно найти в одном из разделов сайта Accuraterip. Точно так же, как для чтения аудиоданных необходимо учитывать поправку смещения, при записи диска также важно не забыть про точность позиционирования лазера. Величину смещения для записи диска определить несложно. Она вычисляется как разница между коррекцией комбинированного смещения чтения/записи и коррекцией смещения чтения. Чтобы определить первый параметр, достаточно создать при помощи Exact Audio Copy тестовый CD (перейти в настройки привода и нажать кнопку "Создать тестовый CD" на вкладке "Запись") и использовать опцию "Определить коррекцию смещения при чтении" на вкладке "Смещение и скорость" для определения комбинированного смещения чтения/записи. После этого из данных, которые предоставит программа, следует вычесть величину смещения чтения, и полученный результат и будет смещением записи. Самых больших максималистов мы вынуждены огорчить – во многих случаях даже при использовании верно указанного смещения, невозможно получить абсолютно точную побитовую копию диска. Дело в том, что далеко не каждый привод позволяет выполнять запись в области Lead-In или Lead-Out. В первом случае это необходимо при положительном смещении записи, во втором - при отрицательном смещении. После извлечение аудиоданных с использованием правильного значения смещения (в том случае, если диск имеется в базе данных Accuraterip) Exact Audio Copy предоставляет отчет о каждом треке, сопровождая его информацией о контрольных суммах, а также о степени доверия к прочитанным данным. Параметр «доверие» определяет количество пользователей в базе данных, которые смогли получить результат с той же контрольной суммой, которую получил пользователь. В последнее время очень актуальным стало определение «подлинности» аудиоматериала. Не секрет, что главный источник ознакомления любителей с аудиозаписями – это интернет. Именно на специализированных форумах и bittorrent-трекерах происходит обмен музыкальными альбомами между пользователями. Некоторые релизы, загруженные из Сети, звучат довольно странно – даже при высоком битрейте MP3-композиции не радуют слух чистым звучанием. То же самое касается и альбомов, представленных в форматах сжатия без потерь. Файлы Flac или Ape могут также не соответствовать должному качеству звука. Проблема кроется в том, что отдельные пользователи, в стремлении завоевать больший авторитет и заработать более высокий статус на том или ином ресурсе, умышленно создают подделки, например, конвертируя MP3 в формат сжатия без потерь. Такой обман приводит к тому, что у слушателя складывается неверное представление о качестве звучания аудиоматериала. Если одолевают сомнения относительно исходного материала, можно попытаться отличить подделку от оригинала. Существуют несколько способов определения «неправильного» аудиорипа. Самым основным способом определения звучания MP3, переделанного в WAV, является спектрограмма частот. Для того чтобы понять, как по ней определить «музыкальную подделку», скажем несколько слов о самом процессе сжатия MP3. Суть кодирования в формат с потерями MP3 состоит в следующем. Аудиосигнал претерпевает перекрестную дискретизацию – по амплитуде и по времени, после чего эти данные описываются дискретными преобразованиями Фурье. Такой метод оцифровки аналогового сигнала был описан (страшно подумать!) почти восемьдесят лет назад в 1933 году в теореме Котельникова. Эта теорема гласит, что любой аналоговый сигнал ограниченного спектра может быть описан с дискретной последовательностью его мгновенных значений, следующих с частотой, вдвое превышающей частоту наивысшей гармоники данного процесса. Всем хорошо знаком тот факт, что частота дискретизации звука (в нашем случае – частота выборки мгновенных значений амплитуды звука) на аудио диске равна 44,1 кГц. Эта цифра объясняется просто – в силу физиологических особенностей человеческого уха, слышимый частотный диапазон среднестатистического человека обычно едва достигает 20 кГц. Удваивая эту частоту согласно теореме Котельникова, получаем 40 кГц, то есть, значение, практически используемое на аудио CD. Избыточность дискретизации 44,1 кГц взята для оставления запаса по отношению к теоретическому пределу. Половина этого значения (частота Найквиста) – 22050 герц – ограничивает верхнюю полосу частот, до которой звук может быть воспроизведён без искажений. При кодировании в формат MP3 неизбежно происходят потери, что, как уже было сказано выше, хорошо наблюдается на спектре частот аудиозаписи. В большинстве случаев жертвовать приходится диапазоном воспроизводимых частот, предел которых зависит от исходного битрейта и типа кодека. Чаще всего можно наблюдать резкий срез частот от 16 кГц. Посмотреть спектрограмму аудиозаписи можно в одном из аудиоредакторов, например в Adobe Audition. На приведенном ниже рисунке хорошо виден срез частот в районе 16 кГц, который характерен для MP3 файлов с невысоким битрейтом. Та же картина наблюдается и при просмотре частотной характеристике трека – виден резкий завал по частотам, который свидетельствует о подделке. Идеальная кривая должна простираться в область высоких частот, как показано на рисунке ниже. Еще один способ идентифицировать подделку – с помощью бесплатной программы Tau Analyzer. Эта утилита тестирует диск и определяет достоверность аудиоматериала, из которого он был записан. Принцип определения цифрового сжатия с потерями в этой программе тоже основан на определении завалов по частотам. Программа имеет восемь режимов точности (от единицы – максимальная точность проверки, до восьми – поверхностная проверка на подлинность). В выбранном режиме точности она анализирует каждый трек аудиодиска, а затем составляет отчет, определяя подлинность аудиоданных в процентах. Если процент низкий, программа выносит вердикт такому треку – MPEG, если высокий – CDDA. После анализа диска, который может занимать до получаса, в зависимости от используемого привода и режима точности, можно также посмотреть созданные Tau Analyzer спектрограммы. Они не настолько детальны, как в Adobe Audition, однако дают определенное представление о достоверности данных. Вернемся к форматам сжатия без потерь. Есть немало скептиков, которые ставят под сомнение необходимость использования lossless-форматов для хранения аудиозаписей любимых групп. По их мнению, большинство любителей музыки не услышат разницы между звучанием оригинального компакта и файла mp3, который сжат хорошим кодеком и с высоким битрейтом. Это утверждение слишком категорично, но сказать что оно ошибочно, тоже нельзя. Правда кроется где-то посередине. Действительно, многие не услышат разницу между оригиналом записи и оцифрованным mp3-треком. Процент тех, кто способен мгновенно определить отличие в звучании очень мал. И все же тема «музыки без потерь» остается одной из самых обсуждаемых в интернете. В чем же дело? Почему если разница в звуке столь ничтожна, пользователи упорно стремятся отказываться от MP3 в пользу Flac и Ape? Во-первых, ими движет простой человеческий максимализм, стремление даже в теории взять от звука по максимуму. А во-вторых, разница в звуке порой очень режет слух меломану, особенно если после многократных прослушиваний любимой группы он не услышит характерный щипок струны, или знакомый аккорд прозвучит недостаточно выразительно. И, конечно же, большое значение имеет то, на какой аппаратуре и акустике слушаются записи – на плохой акустике и усилителе разницу уловить будет просто невозможно. Если при прослушивании нового альбома, представленного в формате Flac, Ape или любом другом стандарте сжатия без потерь, вы остались недовольны звучанием, или у вас просто закралось сомнение относительно подлинности исходника, вы можете проверить эти файлы, распаковав их в WAV и просмотрев их спектрограмму. Кроме того, можно использовать простую утилиту для тестирования файлов, к которым применено сжатие без потерь (правильнее было бы сказать - архивирование). Например, можно выполнить проверку по контрольной сумме. Для этой цели удобно использовать небольшую утилиту arcue.exe, которая работает из командной строки. Для проверки необходимо иметь исходный файл WAV и вспомогательный файл разметки cue. Программа сверяет контрольные суммы треков в базе и по ним делает вывод - точно диск скопирован или нет. Чтобы запустить проверку, нужно поместить утилиту в одну директорию с проверямой парой файлов WAV и cue, а затем набрать в командной строке «arcue.bat ваш_файл.cue». После этого в директории появится лог-файл с примерно таким содержимым. Кроме этого, есть масса других приложений, позволяющих проверить аудио данные. Например, программа Audiochecker также тестирует как сами диски, так и аудиорипы. Причем, данная программа работает не только с файлами WAV, но и с FLAC, APE, SHN, PAC и другими стандартами сжатия без потерь. Audiochecker экономит время пользователя, так как избавляет его от необходимости каждый раз распаковывать сжатую музыку для проверки подлинности. Кроме того, программа может работать в пакетном режиме, что дает возможность проверить сразу всю аудиоколлекцию. Несмотря на то, что существует достаточно много методов проверки аудиозаписи на подлинности, ни один из них не позволяет со стопроцентной уверенностью утверждать о правильности сделанных выводов. Дело в том, что существует масса способов обмануть эти тесты. Так, например, на плохую запись можно наложить высокочастотный шум, который замаскирует дефекты плохого качества. Также плохо определяются подделки, сделанные на основе некоторых кодеков, кроме этого, иногда трудно определяется подделка, сделанная из файлов с высоким битрейтом. Также следует отметить, что старые записи часто ошибочно определяются программами как переконвертированная MP3-композиция. Это объясняется некачественной записью музыки или отсутствием на исходном материале высоких частот, вследствие специфичности аудиоматериала. Треки могут определиться как MP3 и в том случае, если это электронная музыка, в аранжировке которой использовались сэмплы, записанные в сжатом формате.

Заключение

Само понятие «меломан» в настоящее время исказилось до неузнаваемости. Теперь каждый желающий, используя файлообменные сети, может быстро заполнить свои жесткие диски терабайтами оцифрованной музыки. Именно так и поступают многие пользователи, загружая оцифрованные дискографии музыкальных исполнителей. Количество записей столь велико, что наступает пресыщение музыкой - многие произведения так никогда и не будут прослушаны теми, кто скачал их, что, впрочем, не мешает последним причислять себя к любителям музыки. Настоящий меломан никогда не опустится до того, чтобы слушать музыку в «цифре» на компьютере, даже если это записи в формате сжатия без потерь. Фонотеку настоящего меломана составляют в основном, оригинальные аудио CD и, возможно, виниловые пластинки. Если в коллекции такого человека и будет место для нелицензионных дисков, то это будут исключительно раритетные бутлеги с уникальными записями. И, конечно же, самая главная черта настоящего меломана – любовь к музыке. Он слушает ее, а не хранит для того, чтобы кичиться перед друзьями.